Всё, что существует вокруг нас: политика, экономика, бизнес, культура, искусства, религия - всё является продуктом нашего разума, а значит, результатом биологической эволюции.
А.Г. Еще один уточняющий вопрос. Вы считаете, что, исследуя морфологию, анатомию мозга, его функции, можно приоткрыть завесу над тем, что такое сознание и разум.
А.С. Сознание и разум - это то, как мы обрабатываем информацию, полученную из окружающего нас мира. Варианты нашего поведения в той или иной ситуации могут быть предсказаны и непосредственно зависят от функций мозга. Мы знаем, что в мозге существуют отделы, которые ответственны за речь, кратковременную память и т. д. Хотя у нас в руках пока еще «молоток», а не тонкий инструмент, мы уже можем менять работу мозга так, чтобы изменить личность человека.
А.Г. Только хотел заметить, что даже эта экспериментальная база не может доказать того, например, тезиса, что мозг в данном случае является генератором, а не приемником-передатчиком, как думают некоторые, в том числе и морфологи. Потому что, изменяя настройку, мы таким же образом можем изменить программу. Связь между мышлением, сознанием и мозгом есть вне всякого сомнения.
А.С. Я понимаю ваш аргумент. Многие пытались найти ответ на этот вопрос, исходя из доступных знаний и наблюдений.
А.Г. Я поэтому и хулиганничаю…
А.С. Он интересует всех. Если вы сюда посадите, скажем, человека, занимающегося квантовой физикой, он вам расскажет свой взгляд на работу мозга.
А.Г. Недавно у нас это и было…
А.С. Другое вы услышите от священника или представителя искусства. У всех людей есть интерес к этой проблеме. Мне хотелось рассуждать с научной точки зрения и говорить о вещах, которые мы можем или сможем проверить экспериментально. Поэтому, прежде всего, я хотел бы рассказать о методах, которые используются для изучения мозга. Их можно классифицировать в зависимости от экспериментального подхода.
Подход - «сверху вниз». Мозг рассматривается как система в целом. Всем известна электроэнцефалография, когда на голову устанавливают электроды и с их помощью записывают активность разных участков мозга. И при этом мы можем наблюдать генерацию или исчезновение ритмов в тех или иных областях мозга. И дальше вас просят сделать то или иное движение, открыть-закрыть глаза, показывают различные изображения. Описывая изменения в электроэнцефалограмме, можно предположить, что собственно происходит в мозге. Это один подход. Другой похожий метод - компьютерная томография. В этом случае мы можем видеть на экране монитора, как возникают вспышки активности в разных областях мозга на различной глубине. При этом можно получить трехмерную реконструкцию отделов мозга.
А.Г. Практически в реальном времени.
А.С. Как правило, в реальном времени.
Есть другой, более практичный подход: «мозг - черный ящик». Мозг рассматривается как система, у которой есть вход и выход. Этот подход находит применение в фармакологии. Разрабатывается какой-то химический препарат, который влияет на тот или иной клеточный рецептор. Что происходит в мозге за пределами взаимодействия лиганда с рецептором, исследователя уже не интересует. Важно определить, помогает ли это вещество вылечить то или иное заболевание, как влияет на поведение, память и обучение. Так появляются новые лекарства.
А.Г. То есть механизм неважен, важен результат.
А.С. Да, но это опасный подход. Часто клеточные механизмы действия лекарственных препаратов оказываются крайне важными. Если какая-то коммерческая компания выпустила препарат на рынок, который излечивает то или иное заболевание, а через десять лет появляется побочный эффект, который завязан на геном, то этот эффект может быть более неприятным, чем само заболевание. Поэтому опасность такого подхода очевидна, хотя и позволяет получить быстрый результат.
Третий подход - «снизу вверх». О нем я хотел бы сегодня поговорить более подробно, поскольку сам занимаюсь данного рода исследованиями. Ученые пытаются понять, как происходит передача и обработка сигнала на уровне локальных нейрональных сетей, и дальше - сделать обобщения о функциях структур мозга.
Чтобы начать говорить о том, что происходит на уровне нейронов, основных клеток мозга, я хотел бы показать несколько изображений, полученных с помощью светового микроскопа. Если мы возьмем небольшой кусочек мозга и погрузим его в физиологический раствор, то клетки будут жить достаточно долгое время. Эту ткань можно получить от экспериментальных животных или в результате хирургических операций на человеке. В последнем случае - это ткань поврежденного или больного мозга. Она несет важную информацию о причине заболевания.
Сейчас вы видите типичное изображение, полученное с участка гиппокампа морской свинки. Гиппокамп - это структура мозга, ответственная за кратковременную память и обучение. Если у человека повреждены оба гиппокампа, то он попадает в «день сурка». Он помнит всё, что происходило раньше, но не может запоминать новую информацию, и каждый день начинается с одного и того же момента.
Таким образом, исследования гиппокампа важны для понимания механизмов обучения и памяти. Если вы приглядитесь к рисунку, то можно увидеть нейроны. Они сгруппированы в слои. Эти клетки мозга связаны друг с другом и посредством этих связей получают и передают информацию. На втором изображении тоже можно обнаружить несколько нейронов. Итак, мы можем работать с живыми клетками в изолированном участке мозга.
Здесь вы видите нейрон при большем увеличении. Если изменять фокус, то можно получить представление о трехмерной структуре клетки и увидеть ее отростки. Покажите, пожалуйста, анимацию.
Теперь перед вами схематическое изображение, которое дает представление о сложности взаимодействия между нейронами. В реальных нейрональных сетях таких клеток тысячи и миллионы. Естественно, у экспериментатора, вооруженного современным микроскопом, возникает желание исследовать активность не целого мозга или его структуры, как в энцефалографии, а одного нейрона: посмотреть, как одна клетка живет, что с ней происходит. Сейчас перед вами нейрон, к которому подходит стеклянный микроэлектрод, заполненный раствором, позволяющим передавать электрический ток. В этой конфигурации мы можем записывать электрическую активность одной-единственной клетки. Вот еще одно такое изображение.
А.Г. Размер нейрона какой в данном случае?
А.С. Сома данных нейронов - порядка 20-30 микрометров. Вообще размеры различаются у разных видов. Это морская свинка. Если мы посмотрим у крысы, нейроны будут мельче. У обезьяны или человека будут выглядеть совершенно по-другому. Тем не менее, данные, которые мы получаем на животных, могут быть в некоторой степени приложимы и к человеку. Несмотря на качественное различие в работе мозга человека, мы изучаем базовые механизмы для человека и животных. В чем качественное отличие мозга человека и в чем секрет сознания, говорить еще рано. В данном случае, необходимо двигаться от простого к сложному.
А.Г. То есть вы исследуете механизмы, которые в принципе должны быть одинаковыми у человека и у морской свинки.
А.С. Совершенно верно, в большинстве случаев это именно так, хотя, разумеется, бывают отличия.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56
А.Г. Еще один уточняющий вопрос. Вы считаете, что, исследуя морфологию, анатомию мозга, его функции, можно приоткрыть завесу над тем, что такое сознание и разум.
А.С. Сознание и разум - это то, как мы обрабатываем информацию, полученную из окружающего нас мира. Варианты нашего поведения в той или иной ситуации могут быть предсказаны и непосредственно зависят от функций мозга. Мы знаем, что в мозге существуют отделы, которые ответственны за речь, кратковременную память и т. д. Хотя у нас в руках пока еще «молоток», а не тонкий инструмент, мы уже можем менять работу мозга так, чтобы изменить личность человека.
А.Г. Только хотел заметить, что даже эта экспериментальная база не может доказать того, например, тезиса, что мозг в данном случае является генератором, а не приемником-передатчиком, как думают некоторые, в том числе и морфологи. Потому что, изменяя настройку, мы таким же образом можем изменить программу. Связь между мышлением, сознанием и мозгом есть вне всякого сомнения.
А.С. Я понимаю ваш аргумент. Многие пытались найти ответ на этот вопрос, исходя из доступных знаний и наблюдений.
А.Г. Я поэтому и хулиганничаю…
А.С. Он интересует всех. Если вы сюда посадите, скажем, человека, занимающегося квантовой физикой, он вам расскажет свой взгляд на работу мозга.
А.Г. Недавно у нас это и было…
А.С. Другое вы услышите от священника или представителя искусства. У всех людей есть интерес к этой проблеме. Мне хотелось рассуждать с научной точки зрения и говорить о вещах, которые мы можем или сможем проверить экспериментально. Поэтому, прежде всего, я хотел бы рассказать о методах, которые используются для изучения мозга. Их можно классифицировать в зависимости от экспериментального подхода.
Подход - «сверху вниз». Мозг рассматривается как система в целом. Всем известна электроэнцефалография, когда на голову устанавливают электроды и с их помощью записывают активность разных участков мозга. И при этом мы можем наблюдать генерацию или исчезновение ритмов в тех или иных областях мозга. И дальше вас просят сделать то или иное движение, открыть-закрыть глаза, показывают различные изображения. Описывая изменения в электроэнцефалограмме, можно предположить, что собственно происходит в мозге. Это один подход. Другой похожий метод - компьютерная томография. В этом случае мы можем видеть на экране монитора, как возникают вспышки активности в разных областях мозга на различной глубине. При этом можно получить трехмерную реконструкцию отделов мозга.
А.Г. Практически в реальном времени.
А.С. Как правило, в реальном времени.
Есть другой, более практичный подход: «мозг - черный ящик». Мозг рассматривается как система, у которой есть вход и выход. Этот подход находит применение в фармакологии. Разрабатывается какой-то химический препарат, который влияет на тот или иной клеточный рецептор. Что происходит в мозге за пределами взаимодействия лиганда с рецептором, исследователя уже не интересует. Важно определить, помогает ли это вещество вылечить то или иное заболевание, как влияет на поведение, память и обучение. Так появляются новые лекарства.
А.Г. То есть механизм неважен, важен результат.
А.С. Да, но это опасный подход. Часто клеточные механизмы действия лекарственных препаратов оказываются крайне важными. Если какая-то коммерческая компания выпустила препарат на рынок, который излечивает то или иное заболевание, а через десять лет появляется побочный эффект, который завязан на геном, то этот эффект может быть более неприятным, чем само заболевание. Поэтому опасность такого подхода очевидна, хотя и позволяет получить быстрый результат.
Третий подход - «снизу вверх». О нем я хотел бы сегодня поговорить более подробно, поскольку сам занимаюсь данного рода исследованиями. Ученые пытаются понять, как происходит передача и обработка сигнала на уровне локальных нейрональных сетей, и дальше - сделать обобщения о функциях структур мозга.
Чтобы начать говорить о том, что происходит на уровне нейронов, основных клеток мозга, я хотел бы показать несколько изображений, полученных с помощью светового микроскопа. Если мы возьмем небольшой кусочек мозга и погрузим его в физиологический раствор, то клетки будут жить достаточно долгое время. Эту ткань можно получить от экспериментальных животных или в результате хирургических операций на человеке. В последнем случае - это ткань поврежденного или больного мозга. Она несет важную информацию о причине заболевания.
Сейчас вы видите типичное изображение, полученное с участка гиппокампа морской свинки. Гиппокамп - это структура мозга, ответственная за кратковременную память и обучение. Если у человека повреждены оба гиппокампа, то он попадает в «день сурка». Он помнит всё, что происходило раньше, но не может запоминать новую информацию, и каждый день начинается с одного и того же момента.
Таким образом, исследования гиппокампа важны для понимания механизмов обучения и памяти. Если вы приглядитесь к рисунку, то можно увидеть нейроны. Они сгруппированы в слои. Эти клетки мозга связаны друг с другом и посредством этих связей получают и передают информацию. На втором изображении тоже можно обнаружить несколько нейронов. Итак, мы можем работать с живыми клетками в изолированном участке мозга.
Здесь вы видите нейрон при большем увеличении. Если изменять фокус, то можно получить представление о трехмерной структуре клетки и увидеть ее отростки. Покажите, пожалуйста, анимацию.
Теперь перед вами схематическое изображение, которое дает представление о сложности взаимодействия между нейронами. В реальных нейрональных сетях таких клеток тысячи и миллионы. Естественно, у экспериментатора, вооруженного современным микроскопом, возникает желание исследовать активность не целого мозга или его структуры, как в энцефалографии, а одного нейрона: посмотреть, как одна клетка живет, что с ней происходит. Сейчас перед вами нейрон, к которому подходит стеклянный микроэлектрод, заполненный раствором, позволяющим передавать электрический ток. В этой конфигурации мы можем записывать электрическую активность одной-единственной клетки. Вот еще одно такое изображение.
А.Г. Размер нейрона какой в данном случае?
А.С. Сома данных нейронов - порядка 20-30 микрометров. Вообще размеры различаются у разных видов. Это морская свинка. Если мы посмотрим у крысы, нейроны будут мельче. У обезьяны или человека будут выглядеть совершенно по-другому. Тем не менее, данные, которые мы получаем на животных, могут быть в некоторой степени приложимы и к человеку. Несмотря на качественное различие в работе мозга человека, мы изучаем базовые механизмы для человека и животных. В чем качественное отличие мозга человека и в чем секрет сознания, говорить еще рано. В данном случае, необходимо двигаться от простого к сложному.
А.Г. То есть вы исследуете механизмы, которые в принципе должны быть одинаковыми у человека и у морской свинки.
А.С. Совершенно верно, в большинстве случаев это именно так, хотя, разумеется, бывают отличия.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56